(57)【要約】【課題】  特に、前記型から光学素子を離型しやすく、また前記型の表面に形成される凹凸パターンを高アスペクト比で形成しても強度及び耐熱性に優れた型及びその製造方法、ならびに前記型を用いた光学素子の製造方法を提供することを目的としている。【解決手段】  型１０は、基板１１と、前記基板１１上に形成された金属層１２と、前記金属層１２上を覆う硬質層１３とを有して構成され、前記金属層１２は、前記基板１１上に複数の突出した凸条部１２ｂを有して形成され、前記硬質層１３は、前記金属層１２の表面に倣って形成され、前記金属層と硬質層とから成る前記回折パターンに対応した凹凸パターンが形成されていることを特徴とする。これにより前記凹凸パターンを高アスペクト比で形成しても強度及び耐熱性に優れた型を提供できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子に回折パターンをプレス加工するための型であって、
前記型は、基板と、前記基板上に形成された金属層と、前記金属層上を覆う硬質層とを有して構成され、
前記金属層は、前記基板上に複数の突出した凸条部を有して形成され、
前記硬質層は、前記金属層の表面に倣って形成され、前記金属層と硬質層とから成る前記回折パターンに対応した凹凸パターンが形成されていることを特徴とする型。
【請求項２】
前記金属層は前記硬質層よりも熱膨張係数が大きい請求項１記載の型。
【請求項３】
前記金属層は、前記基板上の全面に形成された接合部と、前記接合部上から突出形成された前記凸条部とを有して構成される請求項１または２に記載の型。
【請求項４】
前記硬質層はＳｉとＣとを主成分とした硬質材料で形成される請求項１または２に記載の型。
【請求項５】
前記金属層は、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ａｕ，Ｓｎ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｃｏのうち、いずれか１つの元素あるいは２つ以上の元素を有して成る合金で形成される請求項１ないし４のいずれかに記載の型。
【請求項６】
前記基板はＳｉＣ基板である請求項１ないし５のいずれかに記載の型。
【請求項７】
前記金属層と硬質層とからなる凸パターンのアスペクト比（最大高さ寸法／最大幅寸法）は１〜５の範囲内である請求項１ないし６のいずれかに記載の型。
【請求項８】
光学素子に回折パターンをプレス加工するための型の製造方法であって、
（ａ）  表面に、前記回折パターンと同じ所定のアスペクト比（最大深さ寸法／最大幅寸法）で形成された溝部を有する母型を形成する工程と、
（ｂ）  前記母型の表面の全面に硬質層を形成し、このとき、前記硬質層を、前記溝部の深さ方向の途中まで堆積し、前記溝部内に堆積した硬質層の表面に凹み部を形成する工程と、
（ｃ）  前記硬質層の表面に前記金属層を形成し、このとき少なくとも前記凹み部内を金属層で埋める工程と、
（ｄ）  前記金属層の表面に基板を接合させる工程と、
（ｅ）  前記母型を除去する工程と、
を有することを特徴とする型の製造方法。
【請求項９】
前記（ｂ）工程で、硬質層をＳｉとＣとを主成分とした硬質材料で形成する請求項８記載の型の製造方法。
【請求項１０】
前記（ｃ）工程で、前記金属層を無電解メッキ法にてメッキ形成する請求項８または９に記載の型の製造方法。
【請求項１１】
前記（ｃ）工程で、前記金属層をＮｉ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ａｕ，Ｓｎ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｃｏのうち、いずれか１つの元素あるいは２つ以上の元素を有して成る合金でメッキ形成する請求項１０記載の型の製造方法。
【請求項１２】
前記（ｃ）工程で、前記金属層の表面を平坦化加工する請求項８ないし１１のいずれかに記載の型の製造方法。
【請求項１３】
前記（ｄ）工程で、ＳｉＣ基板を用いる請求項８ないし１２のいずれかに記載の型の製造方法。
【請求項１４】
請求項１ないし７のいずれかに記載された型を用いて、光学素子の表面に回折パターンをプレス加工することを特徴とする光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子に回折パターンをプレス加工するための型に係わり、特に、前記型から光学素子を離型しやすく、また前記型の表面に形成される凹凸パターンを高アスペクト比で形成しても強度及び耐熱性に優れた型及びその製造方法、ならびに前記型を用いた光学素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
グレーティングレンズ等の光学素子をプレス加工により形成するための型には、例えばＳｉＣが用いられる。前記ＳｉＣは耐熱性に優れる等の利点がある一方、脆く、特に機械加工によって前記型の表面に回折パターンに対応した凹凸パターンを形成するとき、前記凹凸パターンを高アスペクト比で形成するほど、凸パターンの部分が折れたり、あるいはクラックが生じるなどの問題があった。また機械加工では、工具側の摩耗も激しく、加工面積が大きいと加工時間も非常に長くなるといった問題もあった。
【０００３】
そのため、前記凹凸パターンを高アスペクト比で形成するには機械加工以外の手法を用いて前記型を形成する必要があった。
【０００４】
下記特許文献１には、クラックや破損のない高品質のＳｉＣ成形体を製品収率良く製造するための方法が開示されている。
【０００５】
特許文献１の［作用］欄や［発明の効果］欄等の記載によれば、特許文献１は、ＳｉＣ膜層をＣＶＤ法によって炭素質基材上に形成するもので、前記ＳｉＣ膜層と炭素質基材との物性を適正化することで、ＣＶＤ操作後の冷却過程により、前記炭素質基材を自然に界面剥離させることができ、これにより厚肉でクラックのない高品質のＳｉＣ成形体を効率よく製造することができるとしている。
【０００６】
しかし、特許文献１では、前記ＳｉＣ成形体が、光学素子に回折パターンをプレス加工するための型として使用されるか否か不明であり、したがって当然に、前記ＳｉＣ成形体の表面に前記回折パターンに対応した凹凸パターンが形成されているとの記載はない。
【特許文献１】特開平８−１２３１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記凹凸パターンを機械加工以外の手法で形成する方法には、従来では、例えば、以下のような方法があった。
【０００８】
図１０は、光学素子に回折パターンをプレス加工するための型の従来の製造方法を示す一工程図であり、図１１は図１０の次に行なわれる一工程図である。各工程図は、製造工程中の型と、前記型を製造するための母型とを膜厚方向から切断した部分断面図である。
【０００９】
図１０に示す符号１は、シリコンなどで形成された母型であり、前記母型１の表面１ａには、複数の溝部２が、例えばフォトリソグラフィ技術等を用いて微細加工されている。
【００１０】
そして図１０に示すように、前記母型１上にＳｉＣ層３をＣＶＤ法によって堆積させ、この成膜工程を所定時間行なうことで、図１１に示すように、前記ＳｉＣ層３から成る型４が完成する。
【００１１】
しかし図１０に示す前記溝部２のアスペクト比（最大深さ寸法Ｈ１／最大幅寸法Ｔ１）が大きくなると、シャドー効果が強くなる等して、前記ＳｉＣ層３は前記溝部２の両側端面２ａ上に堆積する膜厚が他の部位上で堆積する膜厚に比べて薄くなりやすく、図１０の状態から続けて前記ＳｉＣ層３をＣＶＤ法により前記母型１上に堆積しても、図１１に示すように、前記溝部２内が前記ＳｉＣ層３によって完全に埋まらない。
【００１２】
図１１の状態から、前記母型１を除去することで、複数の凸条部４ａを有した前記ＳｉＣ層３から成る型４が完成するが、前記凸条部４ａ内には、ＳｉＣ層３が完全に埋め込み形成されなかったことによる空隙等の欠陥部５が形成されてしまうため、前記型４は、前記凸条部４ａが折れやすい等、強度や寿命の面で劣るといった問題点があった。
【００１３】
また図１１に示す型４を用いて、光学素子の表面に回折パターンをプレス加工した後、従来では、前記光学素子を前記型４から取り外しやすくする工夫はなされていなかった。特に、前記光学素子を構成する光学ガラスの熱膨張係数が、型４の熱膨張係数に比べて大きく、前記型４の表面に形成された凹凸パターンが高アスペクト比で形成されている場合、前記型４から前記光学素子を離型しにくいといった問題があった。
【００１４】
そこで本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、特に、前記型から光学素子を離型しやすく、また前記型の表面に形成される凹凸パターンを高アスペクト比で形成しても強度及び耐熱性に優れた型及びその製造方法、ならびに前記型を用いた光学素子の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、光学素子に回折パターンをプレス加工するための型であって、
前記型は、基板と、前記基板上に形成された金属層と、前記金属層上を覆う硬質層とを有して構成され、
前記金属層は、前記基板上に複数の突出した凸条部を有して形成され、
前記硬質層は、前記金属層の表面に倣って形成され、前記金属層と硬質層とから成る前記回折パターンに対応した凹凸パターンが形成されていることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明では、前記凸条部の表面を硬質層で覆うことで凸パターンの硬度を高く確保でき、しかも前記凸パターンを高アスペクト比で形成しても、凸パターンの内部が凸条部の金属層により完全に埋められていることで、前記凸パターンに変形力が加わっても前記凸パターンが折れにくい等、強度に優れた高寿命の型を提供することが出来る。
【００１７】
また本発明では、前記金属層は前記硬質層よりも熱膨張係数が大きいことが好ましい。これによって、前記型を用いて光学素子の表面に回折パターンをプレス加工した後、前記型から光学素子を離型しやすく出来る。
【００１８】
また本発明では、前記金属層は、前記基板上の全面に形成された接合部と、前記接合部上から突出形成された前記凸条部とを有して構成されることが好ましい。前記基板上の全面に接合部が形成されることで、前記金属層と前記基板間の接合強度を強めることが出来る。
【００１９】
また本発明では、前記硬質層はＳｉとＣとを主成分とした硬質材料で形成されることが好ましい。前記硬質材料は耐熱性に優れる。
【００２０】
また本発明では、前記金属層は、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ａｕ，Ｓｎ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｃｏのうち、いずれか１つの元素あるいは２つ以上の元素を有して成る合金で形成されることが好ましい。
また、前記基板はＳｉＣ基板であることが好ましい。
【００２１】
さらに、前記金属層と硬質層とからなる凸パターンのアスペクト比（最大高さ寸法／最大幅寸法）は１〜５の範囲内であることが好ましい。
【００２２】
本発明では、前記アスペクト比で前記凸パターンを形成しても、強度に優れた高寿命の型を形成することが出来る。
【００２３】
また本発明は、光学素子に回折パターンをプレス加工するための型の製造方法であって、
（ａ）  表面に、前記回折パターンと同じ所定のアスペクト比（最大深さ寸法／最大幅寸法）で形成された溝部を有する母型を形成する工程と、
（ｂ）  前記母型の表面の全面に硬質層を形成し、このとき、前記硬質層を、前記溝部の深さ方向の途中まで堆積し、前記溝部内に堆積した硬質層の表面に凹み部を形成する工程と、
（ｃ）  前記硬質層の表面に前記金属層を形成し、このとき少なくとも前記凹み部内を金属層で埋める工程と、
（ｄ）  前記金属層の表面に基板を接合させる工程と、
（ｅ）  前記母型を除去する工程と、
を有することを特徴とするものである。
【００２４】
本発明では前記（ｂ）工程で、前記硬質層を溝部の幅方向の途中まで堆積させ、前記（ｃ）工程で、前記硬質層の表面に形成された凹み部内を前記金属層で埋める点に特徴的な部分がある。本発明の工程によれば、前記溝部のアスペクト比を高くしても、図１０，図１１で説明したような、型の凸条部の内部に空隙が形成されることが無くなり、強度に優れた高寿命の型を製造することが可能になる。
【００２５】
また本発明では、前記（ｂ）工程で、硬質層をＳｉとＣとを主成分とした硬質材料で形成することが好ましい。
【００２６】
また本発明では、前記（ｃ）工程で、前記金属層を無電解メッキ法にてメッキ形成することが好ましい。これにより、前記金属層を適切に前記硬質層の表面に形成された凹み部内に埋め込むことが出来る。
【００２７】
また本発明では、前記（ｃ）工程で、前記金属層をＮｉ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ａｕ，Ｓｎ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｃｏのうち、いずれか１つの元素あるいは２つ以上の元素を有して成る合金でメッキ形成することが好ましい。かかる元素を含有した前記金属層を無電解メッキ法でメッキ形成できる。
【００２８】
また本発明では、前記（ｃ）工程で、前記金属層の表面を平坦化加工することが好ましい。これによって前記（ｄ）工程で、前記金属層と基板とを接合させやすくできる。
また本発明では、前記（ｄ）工程で、ＳｉＣ基板を用いることが好ましい。
【００２９】
本発明における光学素子の製造方法は、上記のいずれかに記載された型を用いて、光学素子の表面に回折パターンをプレス加工することを特徴とするものである。
【００３０】
本発明では、前記光学素子の表面に形成される回折パターンを高アスペクト比で形成できる。しかも、前記光学素子の表面に回折パターンをプレス加工した後、前記光学素子を前記型から離型させやすい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明では、金属層で構成される凸条部の表面を硬質層で覆うことで凸パターンの硬度を高く確保でき、しかも前記凸パターンを高アスペクト比で形成しても、凸パターンの内部が凸条部の金属層により完全に埋められていることで、前記凸パターンに変形力が加わっても前記凸パターンが折れにくい等、強度に優れた高寿命の型を提供することが出来る。
【００３２】
また本発明では、前記金属層は前記硬質層よりも熱膨張係数が大きいことが好ましい。これによって、前記型を用いて光学素子の表面に回折パターンをプレス加工した後、前記型から光学素子を離型しやすく出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図１は、本発明における型を膜厚方向から切断した部分断面図、図２ないし図７は本発明における型の製造方法を示す一工程図であり、いずれも製造工程中の型と、前記型を製造するための母型とを膜厚方向から切断した部分断面図、図８及び図９は、本発明における型を用いて光学素子の表面に回折パターンをプレス加工するための工程を示す一工程図であり、いずれも型及び光学素子を膜厚方向から切断した部分断面図、である。
【００３４】
図１に示す符号１０は型であり、前記型１０は、光学素子に回折パターンをプレス加工するために用いられるものである。
【００３５】
前記型１０は、基板１１と、前記基板１１上に形成された金属層１２と、前記金属層１２上を覆う硬質層１３とを有して構成される。
【００３６】
前記基板１１は、ＳｉＣで形成された基板で形成されることが、良好な耐熱性や高い硬度を確保することができて好ましい。なお前記基板１１はＳｉＣ以外に、超硬合金などで形成されたものであってもよい。超硬合金とは、周期律表ＩＶａ，Ｖａ，ＶＩａ族金属の炭化物をＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ等の金属で焼結した複合材料を指す。
【００３７】
図１に示すように前記基板１１の表面１１ａは平坦化面であることが、前記金属層１２との接合強度を高めることができて好ましい。
【００３８】
図１に示す金属層１２は、前記基板１１上の全面に形成された接合部１２ａと、前記接合部１２ａ上から突出形成された、複数の凸条部１２ｂとを有して構成される。
【００３９】
前記金属層１２の接合部１２ａが前記基板１１上の全面に形成されることで、前記金属層１２と前記基板１１間の接合力が強まり、適切に前記金属層１２が前記基板１１上に接合される。
【００４０】
前記金属層１２は、後述する製造方法では、無電解メッキ法によって形成されたもので、例えばＮｉ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ａｕ，Ｓｎ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｃｏのうち、いずれか１つの元素あるいは２つ以上の元素を有して成る合金で形成される。
【００４１】
また前記金属層１２は前記硬質層１３よりも熱膨張係数が大きいことが好ましい。これにより図１に示す型１０を用いて光学素子の表面に回折パターンをプレス加工した後、前記光学素子を前記型１０から離型しやすくできる。
【００４２】
前記硬質層１３は、前記金属層１２の表面に倣って形成される。すなわち前記金属層１２を構成する凸条部１２ｂの表面の全面、及び接合部１２ａの表面の全面に前記硬質層１３が形成され、図１に示すように、型１０の表面には前記硬質層１３と前記金属層１２とから成る前記回折パターンに対応した凹凸パターンが形成される。
【００４３】
前記硬質層１３は、ＳｉとＣとを主成分とした硬質材料で形成されることが好ましい。これにより前記凸条部１２ｂの表面を高硬度に形成することが出来るし、さらに耐熱性を向上させることが出来る。なお前記硬質層１３は、上記した超硬合金などで形成されてもよい。
【００４４】
また図１に示す実施形態では、型１０の表面に形成された、前記金属層１２と硬質層１３から成る凸パターン１４のアスペクト比（最大高さ寸法Ｈ２／最大幅寸法Ｔ２）は、１〜５の範囲内であることが好ましい。
【００４５】
図１に示す型１０の特徴的部分は、前記型１０が、基板１１と金属層１２と、硬質層１３とを有して構成され、前記金属層１２は前記基板１１上に複数の突出した凸条部１２ｂを有して形成され、前記硬質層１３は前記金属層１２の表面に倣って形成され、前記型１０の表面に、前記金属層１２と硬質層１３とから成る回折パターンに対応した凹凸パターンが形成されている点にある。
【００４６】
本発明では、前記金属層１２の凸条部１２ｂと前記凸条部１２ｂの表面を覆う硬質層１３とから成る凸パターン１４を高アスペクト比、具体的には上記したように１〜５の範囲内のアスペクト比で形成しても、前記凸パターン１４の内部が、弾性域がある金属層１２の凸条部１２ｂにより完全に埋められていることで、前記凸パターン１４に対し変形力が作用しても前記凸パターン１４が折れたりあるいは前記凸パターン１４にクラックが生じたりするのを抑制できる。よって本発明によれば、強度に優れ高寿命の型１０を得ることが出来る。
【００４７】
また、前記凸条部１２ｂの表面が硬質層１３で覆われていることで、前記凸パターン１４の表面を高い硬度を有する構造にすることが出来る。特に、後述する製造方法によれば、前記金属層１２はその表面を覆う前記硬質層１３の膜内に拡散しやすく、前記硬質層１３と前記金属層１２との間は、前記硬質層１３を構成する組成元素と金属層１２とを構成する組成元素とが混ざった組成領域になりやすい。例えば硬質層１３がＳｉＣで、金属層１２がＮｉである場合、前記硬質層１３と金属層１２との間にはＳｉ−Ｃ−Ｎｉの組成からなる領域が形成される。このように金属層１２が硬質層１３内へ拡散すると、前記硬質層１３と金属層１２からなる層全体の耐熱性が向上し、また硬度も高くなる。よって上記した拡散が生じると前記凸パターン１４全体を高硬度に、且つ耐熱性に優れた構造にすることが出来る。
【００４８】
なお上記したＳｉ−Ｃ−Ｎｉは、耐熱性に優れ、数百℃の高温下においても高硬度を示すため、より確実に、高硬度で且つ耐熱性に優れた型１０を得るには、金属層１２にＮｉを、硬質層１３及び基板１１にＳｉＣを選択することが好ましい。なお金属層１２が前記硬質層１３の膜内全体に拡散してもよいし、あるいは前記硬質層１３と金属層１２の界面付近のみに前記金属層１２が拡散するものでもよい。
【００４９】
本発明では、前記金属層１２は前記硬質層１３よりも熱膨張係数が高いことが好ましい。前記型１０を用いて光学素子の表面に回折パターンをプレス加工するときはガラス軟化点でプレス加工し、ガラスの粘度が所定値になるまで温度を降下させ、その後、前記光学素子を前記型１０から取り外す。本発明では、上記のように金属層１２の熱膨張係数が前記硬質層１３の熱膨張係数よりも大きいから、降温により前記金属層１２が前記硬質層１３よりも大きく収縮し、前記凸パターン１４の幅寸法がプレス加工時よりも小さくなる結果、前記光学素子を前記型１０から離型させやすい。
【００５０】
例えば前記金属層１２がＮｉで形成される場合、前記金属層１２の熱膨張係数は約１３×１０−６Ｋであり、前記硬質層１３がＳｉＣで形成される場合、前記硬質層１３の熱膨張係数は約４．８×１０−６Ｋである。
【００５１】
なお、前記金属層１２を構成する金属材料を変えて、前記金属層１２の熱膨張係数を変えたり、あるいは加熱処理の温度や時間を変えて前記金属層１２の硬質層１３への拡散の度合いを変えることで、前記凸パターン１４の温度変化に対する収縮率をコントロールすることが出来る。
【００５２】
次に図２ないし図７を用いて図１に示す型１０の製造方法について以下に説明する。
図２に示す符号２０はシリコンなどで形成された母型である。図２に示すように、まず前記母型２０の表面２０ａに、フォトリソグラフィやエッチング等の微細加工技術を用いて、回折パターンと同じ所定のアスペクト比（最大深さ寸法Ｈ３／最大幅寸法Ｔ２）で形成された溝部２０ｂを形成する。
本発明では前記アスペクト比を１〜５の範囲内で形成することが好ましい。
【００５３】
次に図３に示す工程では、硬質層１３を、前記母型２０の表面２０ａの全面に形成する。このとき前記硬質層１３は前記溝部２０ｂ内にも堆積するが、図３に示すように、前記硬質層１３を前記溝部２０ｂの幅方向（図示Ｘ方向）の途中まで堆積して、前記硬質層１３の形成を停止する。これにより、前記溝部２０ｂ内に堆積した硬質層１３の表面１３ａに、凹み部２１が形成される。
【００５４】
前記硬質層１３をＳｉとＣとを主成分とした硬質材料で形成することが好ましい。前記硬質材料は硬度が高く、また耐熱性に優れる。
【００５５】
また前記硬質層１３を化学的気相堆積法（ＣＶＤ法）により前記母型２０の表面２０ａに堆積することが好ましい。なお熱ＣＶＤ法でも低圧／プラズマＣＶＤ法でもどちらを使用してもよいが、低圧／プラズマＣＶＤ法を用いた場合、硬質層１３の成膜速度が非常に遅いため、製造工程を高速化するには熱ＣＶＤ法を用いることが好ましい。なお熱ＣＶＤ法を用いると、前記硬質層１３に形成される凹み部２１の深さは、低圧／プラズマＣＶＤ法を用いた場合に比べて深く形成されやすい。
【００５６】
従来では、図３の状態からさらに硬質層１３を堆積して、前記母型２０の溝部２０ｂ内を前記硬質層１３のみで埋めようとしていたが、実際には溝部２０ｂが高アスペクト比であると図１１で説明したように、空隙等の欠陥部が生じるという問題が発生する。
【００５７】
本発明は、あえて、図３に示すように前記硬質層１３を、前記溝部２０ｂの深さ方向の途中まで堆積し、前記溝部２０ｂ内に堆積した前記硬質層１３の表面１３ａに凹み部２１を形成する。
【００５８】
そして図４に示すように、前記硬質層１３の前記凹み部２１の表面１３ａ上に金属層１２を形成し、前記凹み部２１内を前記金属層１２によって埋める。このとき、前記金属層１２は、前記硬質層１３の最表面１３ｂ上にも形成され、前記最表面１３ｂ上に形成された金属層１２は、後に、図１に示す接合部１２ａとなり、前記凹み部２１内に埋められた前記金属層１２は凸条部１２ｂとなる。
【００５９】
前記金属層１２の形成方法は、スパッタ法、蒸着法、メタルＣＶＤ法、メッキ法等、種々考えられる。ただし図４工程では、少なくとも前記凹み部２１内を前記金属層１２で埋めることが重要なので、そのような形成方法を選択することが必要である。
【００６０】
本発明では前記金属層１２を無電解メッキ法によりメッキ形成することが好ましい。無電解メッキ法とは、メッキ液中に存在する還元剤と金属イオンの電気化学反応を利用したもので、電解メッキ法のようにメッキ下地層を必要としない。
【００６１】
前記金属層１２を無電解メッキ法にてメッキ形成するとき、前記金属層１２をＮｉ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ａｕ，Ｓｎ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｃｏのうち、いずれか１つの元素あるいは２つ以上の元素を有して成る合金でメッキ形成することが好ましい。なお金属層１２には他にＰやＢ等が添加されていてもよい。
【００６２】
無電解メッキ法を用いることで前記凹み部２１内を金属層１２で完全に埋めることが出来る。
【００６３】
なお前記金属層１２をメタルＣＶＤ法にて形成するとき、前記金属層１２を、Ｃｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｔａのうち、いずれか１つの元素あるいは２つ以上の元素を有して成る合金で形成することが好ましい。また前記金属層１２をスパッタ法や蒸着法で形成するとき、前記金属層１２を、Ａｕ，Ａｌ，Ａｇ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｆｅ，Gｅ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｓｉ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ，Ｚｎのうち、いずれか１つの元素あるいは２つ以上の元素を有して成る合金で形成することが好ましい。
【００６４】
なお前記凹み部２１の深さがさほど深くないとき等は、前記金属層１２を無電解メッキ法によらずスパッタ法や蒸着法等で形成しても、前記凹み部２１内を前記金属層１２によって埋めることが可能である場合があるため、前記凹み部２１の形状等によって、最適な前記金属層１２の形成方法を選択することが好ましい。
【００６５】
次に図５に示す工程では、前記金属層１２の表面１２ｃを平坦化面に研磨処理する。前記研磨処理には、ＣＭＰ（Chemical  Mechanical  Polishing）技術を用いることが出来る。このとき、前記硬質層１３の最表面１３ｂ上に、前記金属層１２が残るように研磨で除去する金属層１２の膜厚を制御する。前記金属層１２を研磨しすぎて、前記硬質層１３の最表面１３ｂが露出するほど研磨してもよいが、かかる場合、図６工程で、基板１１の接合に別個に接着剤が必要になるなど製造工程が煩雑化してしまう。
【００６６】
したがって図５の工程では、前記硬質層１３の最表面１３ｂ上に、前記金属層１２を残し、残った金属層１２を図１に示す接合部１２ａとして機能させることが好ましい。
【００６７】
次に図６に示す工程では、基板１１を前記金属層１２の表面１２ｃ上に接合させる。前記基板１１はＳｉＣ基板であることが好ましい。また前記金属層１２の表面１２ｃは平坦化面であるので、前記基板１１の前記金属層１２に対する対向面（図１の表面１１ａに該当する）１１ａも平坦化面であることが、前記金属層１２と基板１１間の接合強度を強めることができて好ましい。
【００６８】
図６の工程は、加熱した状態で、前記基板１１を前記金属層１２の表面１２ｃ上にプレスして前記金属層１２と基板１１とを接合させる。加熱状態下により、前記金属層１２を構成する元素は、前記基板１１方向へ拡散を起こすため前記金属層１２と前記基板１１間を強く接合させることが出来る。なお前記加熱状態下により、前記金属層１２を構成する元素は前記硬質層１３の内部へも拡散する。
【００６９】
図６の工程では、前記基板１１の対向面１１ａと対向する位置の全面に、金属層１２の接合部１２ａが存在するので、上記した加熱状態下で、金属層１２が前記基板１１の対向面１１ａの全面から内部方向へ拡散していき、前記金属層１２と基板１１間の接合強度を非常に強くすることが出来る。
【００７０】
そして図７の工程では、前記母型２０を除去する。除去の仕方は、例えばシリコンで形成された母型２０をアルカリ水溶液に浸して溶す等である。前記母型２０を除去することで、図１に示す構造と同じ構造の型１０が完成する。
【００７１】
図２ないし図７工程による型１０の製造方法では、前記硬質層１３に形成された凹み部２１内を図４工程で、金属層１２により完全に埋めてしまう点に特徴的な部分がある。特に凸パターン１４（図１を参照）を高アスペクト比で形成しようとすると、従来では、型１０の内部に空隙等の欠陥部が生じたが、本発明では、前記金属層１２により凹み部２１内を完全に埋めてしまうので、前記欠陥部は生じず、従来に比べて、高アスペクト比の凸パターン１４を形成しても、強度に優れた高寿命の型を適切且つ容易に形成することが可能になる。
【００７２】
特に図６工程等での加熱により、前記金属層１２を構成する元素はＳｉＣ等からなる硬質層１３の内部へ拡散するため、全体として耐熱性に優れ、且つ高い硬度を有する型１０を製造することが出来る。
【００７３】
次に、本発明の型１０を用いて光学素子の表面に回折パターンをプレス加工する工程について以下に説明する。
【００７４】
図８では、光学素子を構成する光学ガラス３０の上方に本発明における型（上型）１０を対向させ、前記光学ガラス３０の下方に下型３１を対向させる。なお前記型（上型）１０の凹凸パターンが形成されている面を前記光学ガラス３０の上面３０ａに対向させる。
【００７５】
図９では、前記光学ガラス３０の下面３０ｂに前記下型３１を当接させた状態で、前記型１０を前記光学ガラス３０の上面３０ａにプレスする。このプレス加工は、ガラスの軟化点で行い、前記光学ガラス３０の上面３０ａに前記型１０に形成された凹凸パターンをプレスすることで、前記上面３０ａには前記凹凸パターンに対応した回折パターンが転写される。
【００７６】
そして前記光学ガラス３０が所定の粘度を有するまで、温度を徐々に降下させていく。このとき、型（上型）１０を構成する金属層１２は、その表面を覆う硬質層１３に比べて熱膨張係数が大きいために、降温によって前記硬質層１３よりも収縮する。この結果、型（上型）１０を前記光学ガラス３０から取り外すときに、前記型１０の凸パターン１４の幅寸法が前記プレス加工時に比べて小さくなるため、前記型１０を前記光学ガラス３０から簡単に取り外すことが出来る。特に、前記凸パターン１４のアスペクト比が高くても、簡単に型１０を光学素子から取り外すことができる。このように、本発明における型１０は離型性に優れる。
【００７７】
本発明の型１０を用いれば、光学素子の回折パターンを高アスペクト比で適切且つ容易に形成することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明における型を膜厚方向から切断した部分断面図、
【図２】本発明における型の製造方法を示す一工程図であり、製造工程中の型と、前記型を製造するための母型とを膜厚方向から切断した部分断面図、
【図３】図２の次に行なわれる一工程図（部分断面図）、
【図４】図３の次に行なわれる一工程図（部分断面図）、
【図５】図４の次に行なわれる一工程図（部分断面図）、
【図６】図５の次に行なわれる一工程図（部分断面図）、
【図７】図６の次に行なわれる一工程図（部分断面図）、
【図８】本発明における型を用いて光学素子の表面に回折パターンをプレス加工するための工程を示す一工程図であり、型及び光学素子を膜厚方向から切断した部分断面図、
【図９】図８の次に行なわれる一工程図（部分断面図）、
【図１０】光学素子に回折パターンをプレス加工するための型の従来の製造方法を示す一工程図（製造工程中の型と、前記型を製造するための母型とを膜厚方向から切断した部分断面図）、
【図１１】図１０の次に行なわれる一工程図（製造工程中の型と、前記型を製造するための母型とを膜厚方向から切断した部分断面図）、
【符号の説明】
【００７９】
１０  型（上型）
１１  基板
１２  金属層
１２ａ  接合部
１２ｂ  凸条部
１３  硬質層
１４  凸パターン
２０  母型
２１  凹み部
３０  光学ガラス
３１  下型
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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